Как и любая прикладная наука, электроника может служить и на пользу людям, и во вред. Довольно часто бывает так, что польза для одних оборачивается вредом для других; это справедливо в первую очередь для оборонной промышленности. Поэтому мы предлагаем отложить на время схемы ракет и танков и обратить внимание на электронику, которая несёт одну лишь пользу. Речь идёт, конечно же, о медицинском оборудовании.
Некоторые электронные медицинские приборы, например, магниторезонансные томографы, выглядят настоящем чудом техники, собравшим в себе все лучшие изобретения в области физики, электродинамики и обработки данных. Есть и другие приборы, попроще с виду, но не менее полезные и тоже немного чудесные. К созданию одного из таких «маленьких чудес» приложила руку английская компания Plessey Semiconductors.
Бесконтактные датчики EPIC, разработанные инженерами Plessey – это электрометры, с помощью которых можно измерять электрические потенциалы и напряжённость поля. Благодаря нехитрому схемотехническому решению (Рис. 1) удалось повысить входное сопротивление датчика вплоть до бесконечности при отсутствии сигнала, это повысило чувствительность и помехоустойчивость системы.
 |
|
| Рис. 1. | Схема с обратной связью повышает входное сопротивление датчика. |
Столь чувствительные датчики, способные детектировать изменение естественного электрического поля Земли, могут применяться для самых разных целей. Их производитель особенно уделяет внимание возможности их использования в качестве сенсоров электрокардиографа. Ведь электрокардиография – это ни что иное, как регистрация изменений потенциалов сердца во времени, не это ли отличное применение чувствительных датчиков потенциалов?
Одна из сложностей «традиционной» электрокардиографии заключается в необходимости хорошего гальванического контакта электродов с кожей обследуемого. А это получается далеко не всегда, особенно если кардиограмму нужно снимать в движении. Для лучшего контакта кожу смазывают электропроводящим и очень холодным (бррр!) гелем.
Датчики EPIC не потеряют контакт просто потому, что в нем нет необходимости! Более того, теоретически, с их помощью ЭКГ можно снимать и через одежду. И в любом случае не требуется противный гель.
Проверить на практике качество работы электрокардиографа с датчиками EPIC решил Эсо Куронен из Университета прикладных наук города Оулу (Финляндия). В своём исследовании он использовал демонстрационный набор компании Plessey Semiconductors, включающий два датчика EPIC, интерфейсный блок с портом USB для подключения к компьютеру (Рис. 2) и необходимое для визуализации показаний датчиков программное обеспечение. Датчики были размещены на груди «подопытного» и закреплены резиновой лентой. Для подавления синфазных помех рекомендуется применять схему подключения, получившую название Driven Right Leg (DRL), когда к удалённой от сердца точке тела (в классической кардиографии используют правую ногу) подсоединяется электрод, сигнал с которого, состоящий исключительно из помех, инвертируется и суммируется с сигналами электродов (Рис. 3).
 |
|
| Рис. 2. | Демонстрационный набор с датчиками EPIC. |
 |
|
| Рис. 3. | Схема DRL. Здесь третий электрод предлагается класть на стул, на котором сидит обследуемый. |
Удивительно, но даже без третьего электрода качество полученной кардиограммы оказалось очень хорошим: были различимы все зубцы, по форме которых врачи-кардиологи ставят диагнозы болезней сердца (Рис. 4, 5). Нужно лишь заметить, что для этого пришлось подбирать параметры фильтрации сигнала.
Качество сигнала, снимаемого через хлопчатобумажную футболку, оказалось предсказуемо хуже, но положение спас третий электрод DRL и подобранные параметры фильтрации. Получить же годную для диагностики кардиограмму через более плотную одежду и в движении не удалось – сказывались и малый уровень сигнала, и наводки от длинных движущихся проводов. Тем не менее, полученный сигнал годился для подсчёта частоты сердечных сокращений.
Таким образом, на основе сверхчувствительных датчиков EPIC вполне возможно создать аппаратно-программный электрокардиограф, работающий не хуже дорогих медицинских приборов.
 |
|
| Рис. 4. | Кардиограмма, полученная с помощью датчиков EPIС. |
 |
|
| Рис. 5. | Кардиограмма, снятая через одежду. |
Познакомиться подробнее с бесконтактными датчиками EPIC компании Plessey
